ブラックホールは宇宙で最も魅力的なオブジェクトの1つですが、信じられないほど密度が高く、重力が非常に強いため、光さえも逃がすことができないため、とらえどころのないままです。宇宙全体に潜むブラックホールを明らかにするために、研究者たちは重力波天文学として知られる新たな研究分野に目を向けました。
重力波は、巨大なオブジェクトの動きによって生成される空間と時間の構造における歪みまたは波紋です。 2015年、天文学者は、ルイジアナ州とワシントン州の地球ベースのレーザー干渉計重力波観測所（LIGO）の望遠鏡を使用して、重力波の動きを初めて検出しました。この場合、リップルは、ブラックホールバイナリと呼ばれる2つの巨大な共軌道ブラックホールの激しい衝突によって生成されました。
LIGOと他の観測技術を使用して、新しい研究はブラックホール、特に中間質量ブラックホール（IMBH）として知られているより不明瞭なカテゴリーに属するもののより完全な絵を描くことを目的としています。
バンダービルト大学の天体物理学者であり研究の主執筆者であるカランジャニは、スペースにこう語った。 com
IMBHは、太陽の少なくとも100万倍の超大質量と、太陽の質量の5倍から50倍は小さいものの、恒星質量のブラックホールの間のどこかにあります。
「重力波天文学の最初の10年間で、IMBHは非常に特別です。重力波を放出するすべての既知の天体物理学的ソースの中で、LIGOとLISA [レーザー干渉計スペースアンテナ]の両方がIMBHの合併に最も敏感であると報告しています」とJani氏は述べています。 「これら2つの実験により、宇宙のすべてのIMBHバイナリを実際に調査できます。」
しかし、天文学者はまだこれらのとらえどころのない中型のブラックホールを直接検出することができていません、とジャニは付け加えました。したがって、彼のアプローチは、ブラックホールから放出される重力波のさまざまな周波数を研究して、IMBH活動をよりよく理解することです。
「交響楽団が一連の周波数にわたって音を発するように、ブラックホールによって放出される重力波はさまざまな周波数と時間で発生します」とJanderはバンダービルト大学の声明で述べています。 「これらの周波数の一部は非常に高い帯域幅であり、一部は低帯域幅であり、重力波天文学の次の時代における私たちの目標は、「歌全体を聞く」ために、これらの周波数の両方のマルチバンド観測をキャプチャすることです。ブラックホールに関してはそうだった」と語った。
IMBHは、超大質量ブラックホールが成長する種と考えられています。たとえば、ブラックホールは他のブラックホールをむさぼり食うことによって成長する可能性があります。ブラックホール（降着円盤とも呼ばれます）を取り囲む落下物質の領域では、強い重力が近くのガス、星、塵、さらにはその他のブラックホールを引き込みます。近づきすぎるマテリアルは、イベントの地平線、つまりブラックホールの引力から逃れることができないポイントを超えて描画されるリスクがあります。
「IMBHがすぐ近くに別のブラックホールを閉じ込めるとすぐに、重力放射の突風が発生するでしょう」とJaniはSpace.comに語った。 「これらのブラックホールが衝突する瞬間に、LIGOはこの放射線を捕らえることができます。」
提案されているLISAミッション（欧州宇宙機関とNASAが共同で主導）は、地球ベースの探知機にとって困難な低周波の重力波を検出し、正確に測定することができます。車。 2034年に打ち上げが計画されているLISAは、最初の宇宙ベースの重力波検出器になります。
「LISAミッションにより、私たちの研究は、IMBHからの放射線が彼らの運命的な衝突の少なくとも数年前に記録できることを発見しました」とJaniは言いました。 「この放射は、文字通りIMBHの事象の地平線のすぐ外側で変形している時空です。ラジオやX線信号とは異なり、重力放射は、私たちに到達する前に何十億光年も移動するため、情報を失うことはありません。」
したがって、高周波の重力波を捉えるLIGO検出器と、低周波の重力波を測定するLISAミッションなどの将来の検出器からの観測を組み合わせることにより、ブラックホールに関する現在の理解のギャップを埋めることを期待しています。
彼らの研究は11月18日、Nature Astronomy誌に掲載されました。
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